p‐i‐n фотодетектор на основе нанопленок CuSCN/Cs3Bi2I6Br3

XIE Guo-ao ,  

WANG Ya-qi ,  

LI Gen ,  

ZENG Min ,  

HUANG Hao ,  

DENG He-ming ,  

HU Yong-ming ,  

GU Hao-shuang ,  

LI Yue-bin ,  

摘要

Галогенидный свинцовый перовскит обладает выдающимися оптоэлектронными свойствами, такими как высокий коэффициент поглощения света, длинная длина диффузии носителей заряда и высокая квантовая эффективность флуоресценции, и стал горячей темой в области исследований фотодетекторов (PDs). Однако высокая биотоксичность и низкая экологическая стабильность галогенидного свинцового перовскита ограничивают развитие и применение этих устройств, поэтому поиск нетоксичных и стабильных материалов особенно важен. До настоящего времени были изучены материалы на основе Sn, Ge, Sb, Bi, при этом перовскиты на основе висмута стали одним из кандидатов благодаря их стабильности, нетоксичности и широкому оптическому запрещенному уровню. На производительность PDs влияет множество факторов, одним из важных способов улучшения является подавление темнового тока. В этой работе с помощью солюбельного спин-кодирования неорганического соединения CuSCN вместо традиционного PEDOT∶PSS в качестве слоя переноса дырок (HTL) был изготовлен p‐i‐n фотодетектор с конструкцией ITO/CuSCN/Cs3Bi2I6Br3/ZnO/Ag. Энергетический уровень минимального незанятого молекулярного орбитала (LUMO) CuSCN составляет -1,5 эВ, с барьером электронного инжекции до 3,3 эВ между ITO и CuSCN, намного выше, чем барьер между PEDOT∶PSS и ITO (1,8 эВ), что эффективнее блокирует инжекцию электронов с электрода ITO при обратном смещении и снижает темновой ток детектора. При освещении монохроматическим светом 425 нм в условиях самопитания фототок достигает 6,87×10-6 А, темновой ток снижен до 3,52×10-11 А, коэффициент переключения превышает 105, что в два порядка превосходит показатели детекторов на основе PEDOT∶PSS. Кроме того, времена нарастания и спада менее 0,12 с, что лучше, чем у детекторов на основе PEDOT∶PSS, что объясняется более высокой подвижностью переноса носителей в CuSCN. Результаты показывают, что фотодетектор с конструкцией ITO/CuSCN/Cs3Bi2I6Br3/ZnO/Ag обладает преимуществами самопитания, высокого коэффициента переключения, стабильности и нетоксичности и представляет собой жизнеспособную стратегию для коммерциализации.

关键词

свинцовый перовскит без свинца; фотодетектор; слой переноса дырок; темновой ток

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website